[發明專利]現場超高純度化學品或氣體的純化

有效

• 申請號: 201410099104.2
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN104043381A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: T·E·康威;V·Y·格施泰恩;J·A·霍普金斯;B·M·林登穆斯;T·M·布斯
• 申請（專利權）人: 氣體產品與化學公司
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01D3/00;C01C1/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 吳亦華

發明背景

本發明一般而言涉及供應高純度（HP）和超高純度（UHP）化學品、工業和特種氣體的現場純化設備。

在半導體制造工業中，在制造過程中每個階段的主要擔憂之一是污染物。引入到制造過程中的污染物可能大大改變最終產品特性。因此，為了去除污染，可能會停止和關閉生產線。這會導致：首先，顯著量的已經制造的電子設備的不合格，以及其次，它可能會使生產陷于一段時間的停頓。這兩種情況都會轉為電子設備生產工廠收入的大量損失。這就是為什么從電子設備生產過程中的每個初始步驟解決生產線污染問題是重要的。

許多公開出版物涉及化學品和特種氣體的現場純化設備以及供應。一些公開出版物涉及更好地混合化學品，例如US6616014、EP1127658、US6923568、EP1305107和US6200414B1中所述。提供了不同的系統和方法來最小化電子設備制造過程中遞送和使用的化學溶液的組成變化。此外，例如，US6200414B1提供了用于控制晶片蝕刻過程中使用的化學品的溫度和壓力的系統和方法。該專利建議當工具在更換晶片時，通過旁路對化學品進行連續再循環，并且應當停止化學品的流動。所述的系統被設計成具有高的調節比。另一方面，所建議的系統利用可重復使用并且可以一再地重新收集在主化學罐中的化學溶液。可能需要對返回的溶液進行少量的清潔，但沒有討論大量純化設備和系統。

其他公開出版物涉及化學品和氣體的純化。

例如，US7371313專利提供了氨純化的發明。在氨生產設備上生產氨流并且按照純化步驟的順序直至它達到所需的純度水平。所有純化步驟可以是分開的或彼此結合來在純化過程結束時處理所需的UHP產品純度。所述系統針對恒流的粗氨流進行工作，并且就最終產品純度的保持而言，具有有限的調節比。

US2007007879A中提供了另一種系統。該系統基于產品液體級分的蒸發并向使用點遞送產品蒸氣級分，給使用點供應純化的產品。該系統利用一步純化階段，并且當液體級分已經是UHP水平時適用于UHP遞送，并且只需要避免可能的濃縮的重質雜質（如，重質烴）意外遞送至制造過程中。這樣的系統更適于從運輸單元（如，ISO模塊、氣缸等）遞送產品。現場純化系統最可能使用持久性純化單元，如吸附床和蒸餾塔，來純化粗產品流。

EP0949470和US6032483建議了用于將純化的液體化學品的蒸氣流遞送至使用點的系統。該系統建議彼此連接的多個塔，其中一種布置是下一個（第二個）塔從前一個塔接收重質液體級分用于進一步產品純化。如TW306021中所述，通過從液體HCl儲罐抽取HCl蒸氣，并且在低pH含水洗滌器中洗滌濾過的蒸氣，從而在現場制備用于半導體制造過程中的UHP?HCl。在進入將其供應給制造過程的線路之前，使蒸氣流通過洗滌器。

專利US2002128148A1描述了一種用于純化流體氨或凈化流體氨的系統。該系統由多個積聚污染物的吸附床組成。一部分氨流分解成氫和氮，并且將氫用于再生吸附劑。所述系統沒有使人們基于制造過程需求來調節系統改變生產，而是在系統具有許多這樣的床時關閉多個吸附床。假如系統僅有一個床時保持設定產品純度范圍，則系統的調節比可能不會在寬范圍中變化。此外，一部分產品用于床的凈化，這使得系統效率不高。

US6372022B1描述了一種基于離子型凈化器來純化和生產UHP化學品的方法和設備。該發明建議了純化和生產用于制造過程中的UHP化學品流的連續過程，并且從產品流中除去攜帶污染物的污染水流。該系統獲得產品的連續遞送，并沒有解決系統調節比的問題。

US6395064和WO0145819提供了一種用于將氣體蒸發和純化至用于半導體制造過程中的UHP水平的系統。將純化的氣體運送至緩沖罐，然后運送至制造過程的使用點。

US7297181和WO06005990介紹了一種用于氨純化的系統，其中該系統使用不同的氨純化手段，如吸附和蒸餾，以純化氨。該系統還建議了裝備有蒸發器的純化產品存儲罐，所述蒸發器用于蒸發液體產品并將其供應給需要的使用點。通常，一旦存儲罐滿了并且不再需要產品，系統必須停止UHP氨生產，因為沒有地方來放置產品。通常，系統的重啟涉及產品純度的急驟變化（spike），這對于半導體制造過程可能是不可接受的。因此，該產品部分，以及最重要的重啟產品供應時間，對于最終用戶可能是不適當的。